KR100919693B1 - 향상된 브릿지 정류기 조립체 - Google Patents

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Abstract

브릿지 정류기 조립체는 상기 브릿지 정류기 회로에 효과적으로 연결된 둘 이상의 다이오드 구역 및 교류를 직류로 변환시키는 직류 출력과 함께 하나 이상의 교류 전류원에 연결되도록 맞춰진 브릿지 정류기 회로를 포함한다. 일정한 간격을 두고 분리되고, 방열판과 실질적으로 접하고 있는 상기 두 개 이상의 다이오드 구역을 수용하기 위한 두 개 이상의 구멍을 구비하여 형성된 상기 방열판을 갖고, 다이오드 구역으로부터 열이 방열판으로 고르게 퍼지는 것을 특징으로 한다.

Description

향상된 브릿지 정류기 조립체 {IMPROVED RECTIFIER BRIDGE ASSEMBLY}
본 발명은 일반적으로 자동차 교류 발전기 등에 사용되는 브릿지 정류기 조립체에 관한 것으로서, 특히 열 분산을 위해 개선된 브릿지 정류기 조립체에 관한 것이다.
일반적으로 정류기라 불리는 브릿지 정류기 조립체는 자동차에서 전기 충전 시스템의 일부를 형성하는 교류 발전기 조립체의 구성 부품 중 하나이다. 충전 시스템의 기본적 역할은 교류 발전기에 의해 발생된 전기로 배터리를 충전하는 것이다. 배터리에 있는 전류는 직류(DC)인 반면에 교류 발전기에 의해 발생된 전류는 교류(AC)이다. 따라서 이러한 교류는 배터리가 충전될 수 있도록 직류로 변환되어야만 한다. '정류'라 불리는 이와 같은 변환 과정은 브릿지 정류기 조립체 특유의 기능이다.
일반적인 자동차에 사용되는 교류 발전기는 3상 교류 발전기이다. 각각의 상에 의해 발생된 전기는 하나의 브릿지 정류기에 의해 정류되어야 한다. 각각의 브릿지 정류기는 두 개의 다이오드로 구성되고, 하나의 교류 발전기에는 세 개의 브릿지 정류기가 필요하다. 따라서 일반적인 브릿지 정류기 조립체는 여섯 개의 다이오드를 가지는 세 개의 브릿지 정류기로 구성된다. 여섯 개의 다이오드 중 세 개는 그라운드에 접지되고 나머지 세 개의 다이오드는 배터리를 충전하는 직류 출력(direct current output)에 연결된다.
정류 과정 동안, 교류(AC)에서 직류(DC)로 변환에 의해 엄청난 양의 열이 발생된다. 이러한 열은 가능한 빠르고 효과적으로 분산되어야 하고, 만일 그렇지 못하면 다이오드는 비교적 짧은 시간 내에 손상될 수 있다. 따라서 보통 브릿지 정류기는 열전도성이 좋은 재료로 된 방열판(heat sink)에 납땜 된다. 일반적으로 접지부는 네거티브 방열판이 되고, 배터리를 충전시키는 직류 출력과 관계된 일부 구조체는, 접지부로부터 전도적으로 그리고 완전하게 절연된 포지티브 방열판이 된다.
보통 브릿지 정류기 조립체는 교류 발전기 조립체와 일체식 부품으로 조립된다. 배터리에 대한 교류 발전기의 전류 출력은 교류를 직류로 정류시키는 브릿지 정류기 조립체의 용량에 크게 의존한다. 그러나 파워 레벨(power level)이 설정되어 있는, 다이오드를 구비한 브릿지 정류기 조립체의 성능은 사용된 방열판의 열 분산 능력에 크게 의존한다. 브릿지 정류기 조립체로부터 열이 더 빨리 분산될 수 있을수록, 정류기는 보다 냉각된 상태로 작동할 수 있다. 또한, 이러한 정류기일수록 더 긴 수명과 좋은 성능을 갖게 된다. 따라서 브릿지 정류기 조립체를 구성하는데 있어서는 방열판의 성능을 가장 중요하게 고려해야 한다.
통상적으로 자동차에 사용되는 브릿지 정류기 조립체는 포지티브 측 및 네거티브 측을 위한 두 개의 방열판을 갖는다. 그러나 이러한 통상적 방열판 구성은 나머지 과밀한 엔진 구역 내에 공간을 확보해야할 필요성 때문에 대체되었다. 예를 들면, 포드 자동차 회사(Ford Motor Company)의 2G 교류 발전기에 사용된 브릿지 정류기 회로에서는, 여섯 개의 다이오드 모두가 3.6 제곱 인치(in2)보다 작은 영역 내에서 오직 하나의 방열판을 통해 열을 분산시키도록 납땜된다. 현재는 보편화된 이러한 특별한 구성은 열 분산 능력이 매우 부족한 경향이 있다. 이와 같은 정류기는 그 부족한 열 분산 능력으로 인해서 더욱 쉽고 빠르게 고장나게 된다.
포드 2G 교류 발전기에 설치된 것과 같은 브릿지 정류기 조립체의 열 분산 특성을 향상시키기 위한 한가지 방안이 시에(Hsieh)의 미국 특허 US 5,892,676 호에서 개시되어 있으며, 이러한 내용은 본 명세서에 참조되었다.
엔진 구역의 부품 크기를 감소시킬 필요성의 견지에서, 브릿지 정류기 조립체의 크기를 제한하려는 다양한 방안이 제시되었다. 이러한 방안 중 하나가, "CS"와 "AD"라는 시리즈 명칭으로, 제너럴 모터스사(General Motors Company)가 제조한 자동차에 설치된 교류 발전기에서 사용되었다. 시리즈 명칭 "CS"는 인디애나주 앤더슨시에 있는 델코 레미 아메리카사(Delco Remy America, Anderson, Indiana)에 의해 제조된 충전 시스템(charging system)을 나타내며, 시리즈 명칭 "AD"는 미시간주 트로이시에 있는 델피사(Delphi Corp., Troy, Michigan)에 의해 제조된 듀얼 내부 팬(dual internal fan)을 가진 공냉(air-cooled) 설계를 나타낸다. 이러한 구성은 포드 2G 교류 발전기 형태와 마찬가지로 열을 분산시키기 위해 하나의 방열판을 사용하였다; 그러나 포지티브 및 네거티브 정류 다이오드는 포드 2G 형태의 구성에서와 같은 직렬방식으로 배치되지 않고, 브릿지 정류기 조립체의 전체 두께를 줄이고 방열판 전체에 걸친 향상된 열분배를 제공하기 위하여, 방열판의 웰(well) 전체에 걸쳐 서로 일정한 간격을 두고 분리되며 병렬방식으로 배치되었다. 그 의도된 바에 적합하기는 하나, CS 및 AD 시리즈 교류 발전기는 더 작은 방열판의 낮은 효율로 인하여 높은 열을 받게 된다. 많은 문제점 중 특히 이러한 문제점은 CS 및 AD 시리즈 교류 발전기에서 브릿지 정류기 조립체의 고장률을 증가시켰고 또한 성능을 감소시키는 원인이 됐다. 도 1을 참조하면, CS 형태 브릿지 정류기 조립체에 사용되는 다이오드 조립체(20)인 프레스-피트(press-fit) 다이오드가 도시되어 있다. 여기서, 상기 다이오드는 두 개의 구리 탭(24, 26) 사이에 납땜 된 다음 방열판(29)의 구멍 중 하나에 삽입하기 위하여 에폭시(28)에 묻힌 정류 다이(rectifier die; 22)라고 불리는 반도체 재료에 의해 형성된다. 브릿지 정류기 회로(미도시)와의 연결을 위해 리드(30)가 상부 구리 탭(26)으로부터 에폭시(28) 밖으로 뻗어있고, 그 반대편에서는 회로 내에서 포지티브 또는 네거티브 방열판과 적당하게 연결되기 위하여 프레스-피트되어 있는 금속 캡(metal cap; 32)에 구리 탭(24)이 납땜되어 있다. 이러한 구성에는 두 가지 단점이 있는데, 첫 번째는 다이오드 조립체와 방열판 사이에서 금속 캡 상의 마디(knurl)에 의해 형성된 에어갭이 존재한다는 것이고, 두 번째는 오직 제한된 열만이 금속 캡 상의 좁은 마디 링을 통해 방열판으로 분산된다는 것이다; 이는 방열판의 효율을 크게 감소시킨다.
따라서 종래 기술에 따른 구성의 상기 문제점을 극복한 새로운 브릿지 정류기 조립체가 요구된다. 이러한 새로운 브릿지 정류기 조립체는 표준 교류 발전기 조립체에 사용될 수 있어야 하고 경제적인 가격으로 제조될 수 있어야 한다. 본 발명은 이러한 요구를 충족시킬 뿐만 아니라 다른 여러 관련된 장점을 제공한다.
브릿지 정류기 조립체는 브릿지 정류기 회로를 포함하며, 상기 브릿지 정류기 회로는 브릿지 정류기 회로에 효과적으로 연결된 둘 이상의 다이오드 구역 및 교류를 직류로 변환시키는 직류 출력부와 함께 하나 이상의 교류 전류원에 연결되도록 구성된다. 방열판에는 그것과 공간적으로 떨어져 있으나 실질적으로는 접하고 있는 둘 이상의 다이오드 구역을 수용하는 둘 이상의 구멍이 형성되어, 다이오드 구역으로부터 열이 방열판으로 고르게 분산된다.
일 실시예에서, 다이오드 구역 각각은 구멍 내에서 방열판의 모든 면과 본질적으로 접촉하는 열 전도성 및 전기적 비전도성 에폭시에 의해 둘러싸인 다이오드를 포함한다.
다른 실시예에서, 다이오드 구역 각각은 제 1 및 제 2 구리 탭에 전기적으로 연결된 정류기로부터 형성된 다이오드를 포함하고, 제 1 구리 탭은 구멍 내의 접촉 표면과 전기적으로 직접 접속되며 제 2 구리 탭은 브릿지 정류기 회로와 전기적으로 접속된다.
본 발명의 다른 실시예들, 장점 및 신규 특징은 첨부된 도면과 관련하여 고려할 때 이하에서 기술되는 발명에 관한 상세한 설명으로부터 더 분명하게 나타난다.
도 1은 종래 기술에 따른 프레스-피트 다이오드를 사용한 다이오드 조립체이고;
도 2A와 2B는 본 발명에 따른 브릿지 정류기 조립체의 사시도이고;
도 3은 도 2의 브릿지 정류기 조립체의 평면도이고;
도 4는 도 2의 브릿지 정류기 조립체의 저면도이고;
도 5는 포지티브 방열판의 저면도이고;
도 6은 도 2의 브릿지 정류기 조립체의 분해 사시도이고;
도 7은 브릿지 정류기 조립체의 회로도이고;
도 8은 도 2A의 A-A라인을 따라 네거티브 리드가 연결된 포지티브 바이어스 다이오드의 측단면도이고;
도 9는 도 2B의 B-B라인을 따라 포지티브 리드가 연결된 포지티브 바이어스 다이오드의 측단면도이고;
도 10은 도 9의 다이오드의 구조도이고;
도 11A와 11B는 본 발명에 따른 다른 브릿지 정류기 조립체의 사시도이고;
도 12는 도 11의 브릿지 정류기 조립체의 평면도이고;
도 13은 도 11의 브릿지 정류기 조립체의 저면도이고;
도 14는 도 11의 브릿지 정류기 조립체의 분해 사시도이고;
도 15는 도 11A의 A-A라인을 따라 네거티브 리드가 연결된 포지티브 바이어스 다이오드의 측단면도이다.
예시를 위한 도면을 참조하면, 도 2 내지 도 5에 도시된 브릿지 정류기 조립체(40)는, 하우징의 상부(54)로부터 형성된 포지티브 리드로 순방향 바이어스된 세 쌍의 회로에 배치된 6개의 다이오드 구역(42, 44, 46, 48, 50, 52)을 포함하고, 여기서 순방향 바이어스된 쌍의 다이오드 구역 각각은 포지티브 리드와 하우징의 하부(60)에 형성된 네거티브 리드 사이의 회로에서 고정자 리드(56-58)와 연결된다. 실제 회로 배치는 아래에서 상세하게 설명될 것이다; 그러나 현재 예시된 브릿지 정류기는 3상 교류를 직류로 변환시키도록 배치되어 있다. 다이오드 구역(42, 44, 46, 48, 50, 52) 각각은 방열판 기능을 하는 브릿지 정류기 하우징의 상부(54)에 형성된 웰(wells; 62)에 배치되어 있다. 방열판의 열 분산 특성은 상부(54)의 측벽을 따라 형성된 열 핀(heat fin;64)에 의해 향상된다. 비록 브릿지 정류기 조립체의 형태와 치수는 크기, 열 분산 능력 및 시판되는 교류 발전기 형상에 대한 적합성 등과 같은 많은 요소에 의해 좌우되지만(그러나 이러한 요소에 제한되지는 않는다), 도 2 내지 도 6에서 도시된 브릿지 정류기 조립체는 CS 시리즈의 교류 발전기를 따른다. 그러나 본 발명은 이런 형태를 따르는 것처럼 해석되어서는 안된다. 바람직하게는, 하우징 상부의 웰(62)은 에폭시 내에 형성된 다이오드로부터 방열판으로 열을 전달하는 에폭시 재료(66)로 채워져 있다. 에폭시(66)는 열 전도성 및 전기적 비전도성 에폭시가 바람직하다. 이러한 목적에 맞는 형태의 에폭시는 마이애미주 이스트 웨이마우스시에 위치하는 로드 회사(Lord Corp., East Weymouth, MA)에서 판매한다. 그러나 당업자라면 자동차 엔진의 전자 부품들을 싸는데 적합한 어떠한 열 전도성 및 전기적 비전도성 에폭시도 이러한 목적으로 사용될 수 있음을 충분히 알 수 있을 것이다.
다이오드 구역(diode compartments)의 형상은, 다이오드를 교류 발전기(미도시)의 고정자로 연결시키는 브릿지 정류기 회로(68) 아래에 배치되어 방열판으로도 작용하는 하우징의 상부(54)를 포함하는 브릿지 정류기 하우징의 구성(도 6)을 살펴봄으로써 더욱 완전히 이해될 수 있다. 브릿지 정류기 회로(68)는 각각의 다이오드(76-81)와 연결되는 리드(70-75), 고정자로부터의 세 개의 리드(56-58)와 연결되는 단자 리드, 및 다이오드와 같은 전압 조절기와 포지티브 단자를 연결하는 리드(82)를 포함한다. 브릿지 정류기 조립체를 통하는 전력 흐름을 더욱 균등하게 조절하기 위해 콘덴서(84)가 제공된다. 또한, 하우징의 상부(54)는 브릿지 정류기 회로(68)의 포지티브 리드(82)와 다이오드(77-79) 간에 회로 접속을 제공한다. 이와 유사하게, 하우징의 하부(60)는 다이오드(76, 80, 81)와 접지 간의 접속을 제공하며, 전기적 비전도성 가스킷(86)에 의해 상부(54)와 분리된다. 하우징의 하부(60)로부터 브릿지 정류기 회로(68)로 돌출하는 전기적 비전도성 볼트(88, 90)는 너트, 리벳팅 또는 용접과 같은 종래 방법에 의해 브릿지 정류기 회로에 고정된다. 또한, 브릿지 정류기 회로를 예를 들어 교류 발전기 몸체에 고정시키기 위한, 전기적 비전도성 볼트 구멍(92, 94)도 제공된다. 네거티브 리드에 연결되는 다이오드(76, 80, 81)를 위한 웰 구멍만이 하우징의 상부(54)와 가스켓(86)을 완전히 통과한다는 점을 주목해야 한다. 포지티브 리드로 연결되는 다이오드(77-79)는 하우징의 상부 내에 경계를 갖는 웰 내에 위치한다.
하우징을 묘사하는데 사용된 '위' 또는 '상부' 및 '바닥' 또는 '하부'라는 용어는, 본 명세서에서 도면과 관련하여 본 발명의 이해를 돕기 위해 사용된 상대적인 용어란 점을 주목해야 한다. 하우징의 네거티브 측은 일반적으로 접지를 위하여 교류 발전기의 프레임에 연결된다. 포지티브 측에 대한 네거티브 측의 상대적 위치는 특별한 모델을 위한 교류 발전기 슬립 링 엔드 프레임(Slip Ring End Frame)(일반적으로 SRE 프레임이라고 불림)의 구성에 따라 변할 수 있다. 따라서 이러한 용어들은 본 발명의 배향(orientation)을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
도 7을 참조하면, 브릿지 정류기 조립체는, 교류 발전기에서 발생된 것과 같은 3상 교류를 발생시키는 3상 코일 고정자(100)에 의해 발생한 교류를 변환한다. 자동차 교류 발전기의 고정자에서 발생된 전기는 세 개의 고정자 접속 단자들(102-104) 중 하나로 공급된다. 다이오드의 제 1세트(106)는 그라운드(-)(108) 및 세 개의 고정자 접속 단자들(102-104) 중 각각의 사이에서 배치되고, 다이오드의 제 2세트(110)는 포지티브 방열판(54)을 통해 배터리(+)(111)로 직류 형태의 전력 출력을 제공하기 위하여 각각의 고정자 접속 단자(102-104)와 포지티브 단자 사이에 배치된다.
포지티브 리드와 연결되는 다이오드(112)(도 9)는 하우징의 상부(54)와 연결되는 반면에 네거티브 리드와 연결되는 다이오드(114)(도 8)는 하우징의 하부(60)와 연결된다. 각각의 경우에(도 8, 9) 다이오드(112, 114)가 납땜에 의해 하우징으로 부착되는 것이 바람직하고, 브릿지 정류기 회로에는 (이에 한정되는 것은 아니지만) 납땜 또는 용접과 같은 종래의 방법에 의해 부착되는 것이 바람직하다. 이후 다이오드는 웰을 완전히 채우는 에폭시(66)로 둘러싸인다. 에폭시로 웰을 완전히 채움으로써, 다이오드로부터 열이 상부의 방열판으로 더욱 효과적으로 전달된다. 또한, 에폭시는 포지티브로 대전된 하우징의 상부와 다이오드의 접촉을 전기적으로 절연시킨다. 이는 특히 네거티브 리드에 연결되는 다이오드에 있어서 바람직한데 왜냐하면 이러한 다이오드가 전기적으로 절연된 동안 하우징 상부로 열에너지를 전달할 필요가 있기 때문이다.
본 명세서에 기술된 바와 같이 구리 탭(copper tab) 사이에 삽입되어 있는 정류기 다이에 의해 형성된 다이오드는 "셀(cell)" 형태 다이오드라고 불리고, 이들은 효과적인 전기적 연결을 위해 방열판에 납땜 될 수 있어서 바람직하다. 당업자라면, 웰을 채우는 데 사용되는 에폭시가 셀 형태 다이오드를 사용하는 구성에만 제한되는 것이 아니고, "버튼"형 다이오드, "접시"형 다이오드 및 "프레스-피트(press-fit)"형 다이오드와 같은(그러나 이에 한정되는 것은 아님) 종래의 어떠한 다이오드에도 사용될 수 있음을 충분히 인지할 수 있을 것이다.
도 10을 참조하면, 다이오드 설비는 정류기 다이(120)를 포함하는데 정류기 다이는, 정류기 다이(120)와 전기적으로 연결되는 두 개의 구리 탭(122, 124) 사이에 삽입된 규소 기재 반도체 재료(silicon-based semiconductor material)가 바람직하다. 하부 구리 탭(122)은 납땜이나 용접과 같은 종래의 방식에 의해 웰의 바닥(126)에서 하우징 부분에 직접적으로 결합된다. 상기 웰의 바닥은, 리드선(lead wire; 128)이 브릿지 정류기 회로(68)(도 5)와 상부 구리 탭(124, 도 10) 사이를 연결하는데 반하여, 회로를 연결하기 위한 접촉 표면으로서 작용한다. 다이오드와 웰 벽 사이의 공간은 안정된 다이오드 구역을 제공하기 위해 에폭시(66)로 채워진다. 이러한 방법으로 다이오드는 하우징에 직접적으로 부착되어 프레스-피트 금속 컵을 사용하지 않아도 되며, 이로써 더 양호한 전기적 연결을 제공하게 된다. 또한, 에폭시는 금속 컵과 함께 다이오드를 지지하여, 이로써 방열판에 대해 에어갭을 제공하기 위해 사용되지 않는다. 대신 에폭시는 웰을 채워서 이로써 방열판과의 접촉 면적을 넓히고 방열판으로 열이 더 잘 전달될 수 있도록 하기 위하여 공급된다.
당업자라면 다른 브릿지 정류기 조립체 구성이 본 발명의 원리를 이용할 수 있다는 것을 충분히 알 수 있을 것이다. 도 11 내지 도 13을 참조하면, 다이오드를 병렬로 위치시키는 원리를 이용하는 브릿지 정류기 조립체(200)는 동일평면상의 포지티브 및 네거티브 리드(222, 220)를 포함하여, 이로써 브릿지 정류기 조립체의 전체적 크기를 더욱 감소시킨다. 이러한 구성은 AD 시리즈 교류 발전기와 관련한 형태의 브릿지 정류기 조립체와 같은 것이다. 브릿지 정류기 조립체(200)는 3상 고정자(미도시)의 세 개의 리드(226-228)를 각각의 다이오드 구역(230, 232, 234, 236, 238, 240)을 통해 각각의 포지티브 및 네거티브 리드(222, 220)와 연결하도록 구성된 브릿지 정류기 회로(224)를 포함한다. 또한, 포지티브 및 네거티브 리드(222, 220)는 거기에 연결된 각각의 다이오드를 위한 방열판 역할을 하고, 동일 평면상에서 서로에 대해 일정한 간격을 두고 배치된다. 또한, 포지티브 방열판(222)과 네거티브 방열판(220)은 네거티브 및 포지티브 리드(220, 222)로 형성된 웰(242)에 존재하는 다이오드 구역에 대한 하우징을 형성한다. 다이오드로부터 방열판으로 열이 더 잘 분산되도록 하기 위하여, 마찬가지로 다이오드 구역(230, 232, 234, 236, 238, 240)은 전기적 비전도성 및 열 전도성 에폭시(246)로 완전히 채워진다. 배터리(미도시)와 연결하기 위하여, 단자(248)와 부싱(bushing; 250) 형태의 배터리 연결부가 포지티브 리드 상에 제공된다. 또한, 브릿지 정류기 회로는 콘덴서(미도시)로 연결하기 위한 리드(252)와 기존 방식의 전압 조절기(미도시)에 연결하기 위한 리드(254)를 포함한다. 또한, 리드를 둘러싸는 다른 접지된 부품으로부터 양으로 대전된 표면을 절연시키기 위해, 포지티브 리드(222)는 가스켓(256) 또는 이와 유사한 절연 재료에 의해 보호된다. 다이오드 구역은 위에서 설명되고 도 10에서 도시된 것처럼 형성되며, 여기서 두 개의 구리 탭 사이에 삽입된 정류기에 의해 형성된 다이오드(258)(도 15)는 웰의 접촉 표면 또는 바닥면(264)에 납땜 되고, 리드(266)는 다이오드를 브릿지 정류기 회로(224)로 연결시킨다(도 14). 웰을 둘러싸는 영역은 에폭시(246)로 채워진다.
당업자라면 이상의 설명에 의하여, 본 발명의 원리가, 뛰어난 열 분산 특성 및 향상된 전력 성능을 제공하면서도 브릿지 정류기 조립체 내에 공간을 확보할 수 있게 병렬식 다이오드 배치를 활용하는 어떠한 브릿지 정류기 구성에도 사용될 수 있다는 것을 충분히 알 수 있을 것이다.
비록 본 발명은 대표적인 실시예와 관련하여 설명되었지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 오히려 첨부된 청구범위는 본 발명과 동등한 영역 및 범위를 벗어나지 않고도 제작될 수 있는 본 발명의 다른 변형이나 실시예를 포함하여 넓게 해석되어야 한다.

Claims (22)

  1. 브릿지 정류기 조립체(rectifier bridge assembly)로서,
    1개 이상의 교류 전류원에 연결되도록 구성된 브릿지 정류기 회로;
    교류를 직류로 변환하기 위해 상기 브릿지 정류기 회로와 직류 출력부(direct current output)에 동작가능하게 접속된 2개 이상의 다이오드 포함 부품들; 및
    방열판(heat sink)
    을 포함하며, 상기 방열판에는 상기 방열판과 접촉되며 이격된 관계로 상기 2개 이상의 다이오드 포함 부품들을 수용하는 2개 이상의 구멍들이 형성되고,
    상기 다이오드 포함 부품들로부터의 열은 상기 방열판에 고르게 분산되며,
    상기 다이오드 포함 부품들은 상기 구멍들 내에서 상기 방열판의 모든 표면들과 접촉하는 열 전도성 에폭시로 둘러싸인 다이오드를 포함하는,
    브릿지 정류기 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 에폭시는 전기적으로 비전도성인, 브릿지 정류기 조립체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 다이오드 포함 부품들은 제 1 구리 탭 및 제 2 구리 탭과 전기적으로 접속된 정류기 다이(rectifier die)로 형성된 다이오드를 포함하고,
    상기 제 1 구리 탭은 상기 구멍 내의 접촉 표면과 전기적으로 접속되며,
    상기 제 2 구리 탭은 상기 브릿지 정류기 회로와 전기적으로 접속되는,
    브릿지 정류기 조립체.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 다이오드 포함 부품들은 상기 구멍들 내에서 상기 방열판의 모든 표면들과 접촉하는 열 전도성 에폭시로 둘러싸인 상기 다이오드를 포함하는, 브릿지 정류기 조립체.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 에폭시는 전기적으로 비전도성인, 브릿지 정류기 조립체.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 구멍들 중 1개 이상의 구멍의 상기 접촉 표면은 직류 회로의 네거티브 리드에 접속되는, 브릿지 정류기 조립체.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 구멍들 중 1개 이상의 구멍의 상기 접촉 표면은 직류 회로의 포지티브 리드에 접속되는, 브릿지 정류기 조립체.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 구멍들 중 1개 이상의 구멍의 상기 접촉 표면은 직류 회로의 포지티브 리드에 접속되는, 브릿지 정류기 조립체.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 접촉 표면과 상기 제 1 구리 탭의 전기적 접속은 납땜에 이루어지는, 브릿지 정류기 조립체.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 브릿지 정류기 회로와 상기 제 2 구리 탭의 전기적 접속은 납땜 또는 용접에 의해 이루어지는, 브릿지 정류기 조립체.
  11. 제 3 항에 있어서,
    상기 방열판은 다수의 핀들(fins)을 포함하는, 브릿지 정류기 조립체.
  12. 자동차 교류 발전기(automotive alternator)용 브릿지 정류기 조립체로서,
    교류 발전기에 장착되고 네거티브 리드를 제공하는 베이스 플레이트;
    방열판으로서 동작하는 상부 핀형(finned) 포지티브 리드;
    전기적으로 비전도성인 관계로 상기 베이스 플레이트를 상기 상부 핀형 포지티브 리드에 접속시키는 접속 수단;
    다수의 웰들;
    상기 웰들에 장착되고 상기 웰들의 접촉 표면에 전기적으로 접속되는 다수의 다이오드들;
    상기 다이오드들을 둘러싸며 상기 웰 내에 있는 모든 표면들과 열적으로 연통하는 열 전도성 및 전기적으로 비전도성 에폭시; 및
    각각에 상기 교류 발전기로부터 교류(AC)가 공급되고 상기 포지티브 리드 상에 놓인 회로와 접속되는 다수의 고정자 접속 단자들
    을 포함하며, 상기 다수의 웰들은 상기 포지티브 리드에 형성되고 상기 웰들의 제 1 부분은 상기 포지티브 리드에 형성된 바닥을 가지며 상기 웰들의 제 2 부분은 상기 네거티브 리드에 형성된 바닥을 갖고,
    상기 회로는 상기 고정자 접속 단자들 각각이 상기 회로 내에서 상기 다수의 다이오드들 중 하나의 양단에서 상기 베이스 플레이트에 접속되고 상기 다수의 다이오드들 중 하나의 양단에서 상기 포지티브 리드와 접속되도록 구성되는,
    자동차 교류 발전기용 브릿지 정류기 조립체.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 다수의 다이오드들은 납땜에 의해 상기 웰들의 상기 바닥에 접속되는, 자동차 교류 발전기용 브릿지 정류기 조립체.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 다수의 다이오드들은 납땜 또는 용접에 의해 상기 회로에 접속되는, 자동차 교류 발전기용 브릿지 정류기 조립체.
  15. 자동차 교류 발전기용 브릿지 정류기 조립체로서,
    상기 교류 발전기에 장착되고 네거티브 리드를 제공하는 제 1 핀형(finned) 베이스 플레이트;
    상기 제 1 핀형 베이스 플레이트와 이격된 관계로 상기 교류 발전기에 장착되며 포지티브 리드를 제공하는 제 2 핀형 베이스 플레이트;
    전기적으로 비전도성인 관계로 상기 제 2 핀형 베이스 플레이트를 상기 교류 발전기에 접속시키는 접속 수단;
    상기 제 1 핀형 베이스 플레이트와 상기 제 2 핀형 베이스 플레이트에 형성된 다수의 웰들;
    상기 웰들에 장착되고 상기 웰들의 접촉 표면과 전기적으로 접속되는 다수의 다이오드들;
    상기 다이오드들을 둘러싸고 상기 웰 내에서 모든 표면들과 열적으로 연통되는 열 전도성 및 전기적으로 비전도성 에폭시; 및
    각각에 상기 교류 발전기로부터 교류(AC)가 공급되고 상기 제 1 핀형 베이스 플레이트와 상기 제 2 핀형 베이스 플레이트 상에 놓인 회로와 접속되는 다수의 고정자 접속 단자들
    를 포함하며, 상기 회로는 상기 고정자 접속 단자들 각각이 상기 회로 내에서 상기 다수의 다이오드들 중 하나의 양단에서 상기 제 1 핀형 베이스 플레이트와 접속되고 상기 다수의 다이오드들 중 하나의 양단에서 상기 제 2 핀형 베이스 플레이트와 접속되도록 구성되는,
    자동차 교류 발전기용 브릿지 정류기 조립체.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 다이오드들은 납땜에 의해 상기 웰들에 접속되는, 자동차 교류 발전기용 브릿지 정류기 조립체.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 다이오드들은 납땜 또는 용접에 의해 상기 회로에 접속되는, 자동차 교류 발전기용 브릿지 정류기 조립체.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 브릿지 정류기 조립체는 상기 제 1 핀형 베이스 플레이트 및 상기 제 2 핀형 베이스 플레이트 중 1개 이상의 핀형 베이스 플레이트로부터 형성된 방열판을 갖는, 자동차 교류 발전기용 브릿지 정류기 조립체.
  19. 방열판 내에 다이오드 포함 부품을 수용하기 위한 개별 구멍들을 구비한 브릿지 정류기 조립체용 다이오드 포함 부품 제조 방법으로서,
    제 1 구리 탭과 제 2 구리 탭 사이에 전기적으로 접속된 정류기 다이를 갖는 다이오드를 제공하는 단계;
    상기 구멍 내에서 상기 제 1 구리 탭을 상기 방열판의 표면에 직접 물리적으로 접속시키는 단계;
    상기 제 2 구리 탭으로부터 브릿지 정류기 회로로 전기적 접속을 제공하는 단계; 및
    열 전도성 및 전기적으로 비전도성 에폭시로 상기 다이오드를 둘러싸는 단계
    를 포함하는 브릿지 정류기 조립체용 다이오드 포함 부품 제조 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 물리적으로 접속시키는 단계는 상기 제 1 구리 탭을 상기 표면에 납땜하는 단계를 포함하는, 브릿지 정류기 조립체용 다이오드 포함 부품 제조 방법.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 둘러싸는 단계는 상기 구멍 내의 모든 표면들이 상기 에폭시와 접촉하도록 상기 구멍 전체를 상기 에폭시로 채우는 단계를 포함하는, 브릿지 정류기 조립체용 다이오드 포함 부품 제조 방법.
  22. 삭제
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7352583B2 (en) * 2005-10-03 2008-04-01 Remy Technologies, L.L.C. Flexible lead for a pressfit diode bridge
US7531925B2 (en) * 2007-04-24 2009-05-12 Remy International, Inc. High current capacity rectifier package
US20090052134A1 (en) * 2007-08-22 2009-02-26 Casteel Jordan B Liquid-cooled grounded heatsink for diode rectifier system
JP5439430B2 (ja) * 2011-05-17 2014-03-12 日立オートモティブシステムズ株式会社 車両用交流発電機
CN102623445B (zh) * 2012-03-09 2014-01-15 华中科技大学 一种整流桥臂
US9312742B2 (en) 2013-03-01 2016-04-12 Hamilton Sundstrand Corporation Connector and spring assembly for a generator
CN114497009A (zh) * 2021-12-24 2022-05-13 太仓市晨启电子精密机械有限公司 一种基于矩阵式料片的gbpc方桥加工工艺

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06178517A (ja) * 1992-09-15 1994-06-24 Ford Motor Co 交流発電機放熱子への電気絶縁および熱伝導樹脂コーティング
US6528911B1 (en) * 1998-10-07 2003-03-04 Electro-Dyn Electronics Corporation Rectifier assembly for automotive alternators
US6731030B2 (en) 2001-08-30 2004-05-04 Integral Ro Design Ltd. High performance bridge rectifier for diode-rectified alternating current generator

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3697814A (en) 1971-06-21 1972-10-10 Gen Motors Corp Bridge rectifier heat sink assembly
US4493018A (en) 1982-09-30 1985-01-08 Mega International, Inc. Conductor separator, wiring harness, and rectifier assembly for an alternator including same
US4809057A (en) * 1986-12-18 1989-02-28 Motorola, Inc. Electrical component assembly and method of manufacture thereof
JP3230829B2 (ja) * 1992-01-14 2001-11-19 株式会社日立製作所 車両用交流発電機と整流器
US5473208A (en) 1994-06-08 1995-12-05 Stihi; Edward Cooling structure for alternator rectifier
US5838544A (en) * 1997-05-13 1998-11-17 Mobiletron Electronics Co., Ltd. Heat dissipating structure for rectifiers of car alternators
DE19946255A1 (de) * 1999-09-27 2001-03-29 Philips Corp Intellectual Pty Gleichrichteranordnung
JP4284860B2 (ja) * 2000-11-21 2009-06-24 株式会社デンソー 車両用交流発電機

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06178517A (ja) * 1992-09-15 1994-06-24 Ford Motor Co 交流発電機放熱子への電気絶縁および熱伝導樹脂コーティング
US6528911B1 (en) * 1998-10-07 2003-03-04 Electro-Dyn Electronics Corporation Rectifier assembly for automotive alternators
US6731030B2 (en) 2001-08-30 2004-05-04 Integral Ro Design Ltd. High performance bridge rectifier for diode-rectified alternating current generator

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Publication number Publication date
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CA2533490C (en) 2011-12-20
US6970357B2 (en) 2005-11-29
US20050024833A1 (en) 2005-02-03
JP2007500101A (ja) 2007-01-11

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